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笨蝗线粒体基因组测序及节肢动物线粒体基因重排的系统发育分析
中文名称: 笨蝗线粒体基因组测序及节肢动物线粒体基因重排的系统发育分析
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论文编号: 3412291收藏本论文】【我的收藏】【我要投稿
英文名称: The Complete Mitochondrial Genome of Haplotropis Brunneriana and Arthropoda Phylogenetic Analysis Based on Mitochondrial Gene Rearrangements
学位类型: 硕士毕业论文
作者: 涉及隐私,隐去***  作者本人请参看权力声明>>
导师: 涉及隐私,隐去***
毕业学校: 涉及隐私,隐去***
专业: 动物学
毕业年份: 涉及隐私,隐去***
关键字: 笨蝗 线粒体基因组 基因顺序 节肢动物 系统发育 基因组序列 系统发育树
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论文简介:本研究获得直翅目癞蝗科笨蝗全线粒体基因组序列,在测序方法上具有一定的创新,首先利用长PCR技术从笨蝗总DNA中扩增出2个相互重叠、并覆盖整个线粒体基因组的大片段,然后通过Sub-PCR分段扩增这2个大片段,测序采用Sub-PCR产物直接测序和PCR产物克隆测序两种方法。该策略可以保证所有测序结果都是线粒体基因组序列,消除了直接利用总DNA扩增短片段时存在核中假基因干扰的问题。最终利用该方法成功完成了笨蝗全线粒体基因组的测序工作,并进行了详细的注释分析。笨蝗线粒体基因组特点总结如下: 1.笨蝗线粒体基因组为双链环状分子,总长15648bp,包含了和其它节肢动物一致的37个基因以及749bp的(A+T)丰富区。基因组结构紧密,除了(A+T)丰富区外基因间只存在105bp的非编码碱基,在7对基因之间还存在37bp的重叠。37个基因的排序和典型的节肢动物排序相比只有(K,D)换位变为(D,K),但是所有基因的排序和飞蝗完全一致。 2.笨蝗线粒体基因组存在着明显的(A+T)碱基偏向,总的(A+T)含量为72.20%,(A+T)丰富区的(A+T)含量高达80.77%。蛋白质密码子第3位点(A+T)含量高于第1、2位点。13个蛋白质编码基因中COⅢ和COⅠ编码基因的(A+T)含量最低,ND6和ATP8的(A+T)含量最高。此外,在笨蝗线粒体基因组的两条链上存在着明显的碱基偏向,H链富含C和A,L链富含G和T。 3.线粒体基因组碱基的(A+T)偏向对同义密码子的使用和氨基酸的使用存在着影响。笨蝗线粒体基因组所有蛋白质编码基因除终止密码子外共包含3717个密码子,其中第2位点为T、第3位点为T、A的同义密码子使用频率偏高,而密码子第2位点为A、G、C,第3位点为G、C的密码子使用频率很低。氨基酸统计发现密码子富含(A、T)的氨基酸含量高于密码富含(G、C)的氨基酸密码子,还发现在所有使用的氨基酸中疏水性氨基酸Leu的含量最高,达到了14.18%。 4.13个蛋白质编码基因中除了COⅠ基因外所有基因的起始密码子都为典型的ATG、ATT,COⅠ起始密码子非常特殊,为TTA。10个蛋白质基因拥有完整的终止密码子TAA、TAG,ND3、Cytb和ND5的终止密码子为不完整的T。 5.笨蝗线粒体基因组22个tRNA基因的反密码子和多数节肢动物一致,二级结构除了tRNA-Ser(AGN)缺失了D-臂外都可以折叠成典型的三叶草结构,反密码子环和氨基酸接受臂相对保守,其它臂环的变异较大。在所有的tRNA二级结构的4个臂上存在31个错配碱基对,大多数都是G-T配对。2个rRNA基因较保守,长度比非洲飞蝗和蝼蛄长。(A+T)丰富区在直翅目中最短只有749bp。 节肢动物内部四个类群之间的相互关系一直都是争论的焦点,传统的形态学和古生物学研究支持六足动物和多足动物近缘,然而近来的分子系统学研究多支持以下关系:(六足动物+甲壳动物),(螯肢动物+多足动物)。为了进一步研究该问题,我们利用GRAPPA软件对34种节肢动物线粒体基因组排序数据进行了系统发育学分析。结果发现六足动物和甲壳动物中的鳃足纲及软甲纲聚为一个进化支,支持六足动物为并系类群,甲壳动物为复系类群,但是本研究没有解决多足动物和螯肢动物之间的关系。如果只从单基因tRNA-Leu(UUR)的位置来分析,甲壳动物和六足动物接近而多足动物和螯肢动物接近。
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